煤调湿装置蒸汽管回转干燥系统研究.pdf

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1、764化工机械2013年煤调湿装置蒸汽管回转干燥系统研究詹仲福+曹善甫窦岩赵旭(天华化工机械及自动化研究设计院有限公司)擅要介绍了煤调涅技术的意义、原理和煤调湿煤粉蒸汽管回转干燥系统的工艺、设备特点和开发设计中干燥机出口产品水分的控制方式，研究了在保障干燥机出口煤粉涅含率不变的条件下，干燥机进料量、进料湿含率、进料温度与干燥用蒸汽的关系。关羹词蒸汽管回转干燥机煤调漫技术水分控制中圈分类号TQ051．8+92文献标识码A文章编号0254-6094(2013)06-0764-04我国现有的焦炉生产能力较大，居世界第一，焦化厂炼焦含水量普

2、遍偏高，平均含水量在l1％左右，而且优质炼焦煤日益短缺，围绕现有的焦炉和炼焦生产工艺，开发提高焦炭质量且节能、增产的新工艺、新技术是适应企业发展、提高企业经济效益的有效途径。煤调湿技术是在煤干燥技术上发展起来的，其基本原理是利用外加热能将炼焦煤料在炼焦炉外进行干燥、脱水，将炼焦用煤入炉的水分控制在6％左右，以控制炼焦能耗量、改善焦炉操作、提高焦炭质量或扩大粘结性煤用量的炼焦技术，与煤干燥的不同在于不追求最大限度地去除入炉煤的水分，而只把水分稳定在相对低的水平，这样既可以达到增加经济效益的目的，又不会因水分过低而引起焦炉和回收系统操作

3、的困难⋯。该技术的应用可使焦炉的综合生产能力提高11％左右。煤调湿技术在日本发展得最为迅速，先后开发出了热媒油干燥的煤诃湿技术、蒸汽管回转干燥的煤调湿技术和流化床干燥的煤调湿技术⋯。其中以蒸汽管回转干燥的煤调湿技术应用最为广泛。我国煤调湿技术相对比较落后，大处理量的煤调湿装置需从国外引进，太原钢铁(集团)有限公司山西惠晋焦业有限公司新建7．63m焦炉，其配套煤调湿装置蒸汽管回转干燥系统委托天华化工机械及自动化研究设计院有限公司(简称天华院)设计开发，在多次试验和多方面调研后最终完成了煤调湿装置蒸汽管回转干燥系统的设计优化，并建立了干

4、燥机出口水分理论控制模型。1主要设备介绍蒸汽管回转干燥机是一种间接加热方式的回转干燥机，与常规回转干燥机的差别在于其筒内安置了蒸汽加热管，加热管贯穿整个干燥机，以同心圆方式排成1—6圈，干燥所需热量主要由加热管提供，携带载气主要作用是将干燥过程中蒸发的湿分带出，并具有干燥物料的效果，由于干燥过程中载气用量较少，携带气的干燥作用一般可忽略。蒸汽管回转干燥机主要由进料螺旋、筒体、换热管和管支撑、汽室、驱动系统、齿圈、滚圈、托轮、挡轮、筒体进料端、筒体出料端、底座以及润滑系统等组成。天华院在蒸汽管回转干燥机基础理论研究方面进行了传质、传热

5、及其停留时间等关键工艺参数的研究，提出了传热、传质及物料在干燥机中的停留时间计算模型，形成了完整的工艺计算理论、方法和工艺计算软件，并在此基础上根据煤粉特性设计了使用该物料的干燥机，其特点是处理量大、运转稳定、操作维护简单、能量利用率高。2工艺概述2．1技术参数煤粉蒸汽管回转干燥系统的技术参数如下：·詹仲福，男，1983年2月生，工程师。甘肃省兰州市，730060。第40卷第6期化工机械765处理能力400t／h(湿基)湿煤水分9．0％一10．5％(湿基)干燥后水分6．5％(湿基)蒸汽温度300℃蒸汽压力1．6MPa(G)2．2工艺

6、流程煤粉蒸汽管回转干燥系统主要由蒸汽管回转干燥系统、煤粉计量分析单元、空气预热单元、尾气处理单元以及闪蒸单元等组成，工艺流程框图如图1所示。蒸汽排放．湿煤量犍低函黼．图I蒸汽管回转干燥机煤干燥工艺流程框图湿煤粉经计量分析单元计量后，均匀地加入到蒸汽管回转干燥系统内。在此，煤粒与蒸汽管回转干燥机内布置的通有过热蒸汽的蒸汽管充分接触，干燥后由干燥机出I=I排出送至焦炉炼焦。干燥过程中产生的水蒸气由来自空气预热单元的干燥载气带出，干燥载气是由干燥机物料入口进料螺旋处与物料并流进入干燥机的，从干燥机出料箱顶部排出。为提高干燥机的干燥能力，防

7、止干燥后的水分结露，干燥载气是经蒸汽凝液预热的热空气。从蒸汽管回转干燥机尾部排出的载气、水蒸气和煤粉粉尘被引风机抽吸到袋式过滤器内进行气固分离。分离下来的粉尘沉积到袋式过滤器底部经星型卸料器进入双轴搅拌型混合机内进行增湿，增湿后的煤粉与干燥后的煤粉混合后送至焦炉。净化后的载气、水蒸气经引风机引至安全地点排放。干燥过程产生的蒸汽凝液经空气预热单元预热空气后进人闪蒸单元闪蒸，闪蒸后产生的蒸汽用于干燥系统保温，闪蒸后的水送至蒸汽锅炉循环使用。2．3工艺特点天华院设计开发的蒸汽管回转干燥机煤干燥工艺具有以下特点：a．安全性。干燥机采用微负压

8、操作，既可防止粉尘的外漏，又可提高系统运行的安全性，适用于干燥有危险性或爆炸性的介质；干燥载气与湿煤粉并流进入干燥机，进一步提高了系统的安全性；设有氧含量在线检测氮气保护系统，可将系统氧含量控制在12％以下旧一o，保证运行过程中系统氧